[发明专利]一种伪随机相位序列扩频调制方法

说明书

本发明提出一种伪随机相位序列扩频调制方法，其特征是，用于扩频调制的信号为伪随机相位序列，扩频调制方法包括多进制频移键控调制及多进制数字相位调制，伪随机相位序列具有恒包络，良好的自相关及互相关等特性，因此伪随机相位序列扩频调制适用于低功耗，多用户等通讯场景。进一步，本发明通过组合，还提供了相频调制，多流调制，子载波调制，多载波调制，正交调制等多种扩频调制方法，因此伪随机相位序列扩频调制技术能够适用于从超长距到高比特率的各种通讯场景。

技术领域

本发明涉及一种通讯技术，具体地说是一种基于伪随机相位序列的扩频调制方法。

背景技术

恒包络零自相关序列(CAZAC)因为其恒包络，理想的圆周自相关，良好的互相关等特性，广泛的应用在通讯领域，目前常见的有Zadoff-chu序列、Frank序列、Golomb多相序列和Chirp序列等，实际上他们都可以看作是伪随机相位序列的一种。

一般通讯系统都是利用他们的以上特性把他们用于导频信号，实现同步估计。

专利CN106685474A提出一种基于ZC序列的循环移位扩频调制方法，通过将ZC序列用于CCSK调制中实现了利用ZC序列调制数据，而且由于ZC序列具有恒包络特性，功放效率高，因此适用于低功耗通讯系统。

但是上述方法存在以下缺陷：

首先，为了保证不同根值的ZC序列互不相关，ZC序列的长度一般都是质数P，而CCSK调制的数据比特数位BW＝floor(log2(P))，因此移位范围是0:2^BW-1，小于P，频谱效率实际上有所浪费。

其次，解调需要做时域圆周相关，需要对接收序列及本地参考序列都做FFT，并对频域点乘结果做IFFT，因此做了三次时频变换，增加了复杂度及功耗。

本发明提出了一种基于伪随机相位序列的扩频调制方法，不但将可用于扩频的序列从ZC序列推广到一般伪随机相位序列，更进一步通过使用多进制频移键控调制(mFSK)代替圆周移位键控调制(CCSK)，增加多进制数字相位调制等方法，优化了系统复杂度并提高了系统灵活性。

发明内容

本发明提出了一种伪随机相位序列扩频调制方法，其特征在于：

用于扩频调制的信号为伪随机相位序列，包括但不限于，CAZAC序列，其他用户自定义的具有良好自相关与互相关特性的伪随机相位序列(如何寻找或设计具有良好自相关、互相关特性的伪随机相位序列，不是本发明关注点)；

扩频调制方法包括，

多进制频移键控调制，包括但不限于，mFSK等；

多进制数字相位调制，包括但不限于，mPSK、差分mDPSK、pi/m-mDPSK调制等。

由于用于扩频调制的伪随机相位序列具有良好的自相关与互相关特性，因此伪随机相位序列扩频调制适用于多用户通讯系统，多用户通讯时，不同用户可以通过选取互不相关的伪随机相位序列实现无冲突通讯。

同时，多进制频移键控调制不改变伪随机相位序列恒包络特性，多进制数字相位调制虽然破坏了信号的相位连续性，但对信号的峰均比改变很小，因此伪随机相位序列扩频调制也适用于低功耗通讯系统。

首先，定义扩频因子SF，一般情况一个调制符号的长度M等于2^SF，其中^表示幂次，但是用于扩频调制的伪随机相位序列为了保证互不相关性，其长度一般是质数P，因此这里M可以取大于等于2^SF小于等于P的任意值，即2^SF＝M＝P。

因为扩频因子越大，扩频增益越高，同时根据香农定理，信噪比越高，信道容量越大，因此可以通过调整扩频因子大小及承载比特的数量来调整伪随机相位序列扩频调制适用的通讯场景。